(57)【要約】【課題】  本発明は、振動による分離補助機構を有し、なおかつ定着品質を損なうことがない定着装置と該定着装置を有する画像形成装置の提供を目的とている。【解決手段】  少なくとも２つ以上の張架部材４０，４２によって張架される定着ベルト４３と、定着ベルト４３を加熱する加熱手段４０ａと、定着ベルト４３を介して、張架部材４０，４２のうちの２つと圧接する加圧ローラ４１と、定着ベルト４３と加圧ローラ４１との圧接部の出口下流に設けられた、定着ベルト４３に振動を与える振動付与手段４４と、を有し、加圧ローラ４１と圧接する２つの張架部材４０，４２のうち、上流側の張架部材４０と加圧ローラ４１との圧接の圧力が、下流側の張架部材４２と加圧ローラ４１との圧接の圧力より大きいことを特徴としている。【選択図】図２
2006189556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つ以上の張架部材によって張架される定着ベルトと、
該定着ベルトを加熱する加熱手段と、
前記定着ベルトを介して、前記張架部材のうちの２つと圧接する加圧ローラと、
前記定着ベルトと前記加圧ローラとの圧接部の出口下流に設けられた、前記定着ベルトに振動を与える振動付与手段と、を有し、
前記加圧ローラと圧接する２つの前記張架部材のうち、上流側の張架部材と前記加圧ローラとの圧接の圧力が、下流側の張架部材と前記加圧ローラとの圧接の圧力より大きいことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記張架部材は、定着ローラ及び前記加熱手段を有する加熱ローラであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記張架部材は、前記加熱ローラと２つの定着ローラであり、前記加圧ローラは、前記２つの定着ローラと圧接することを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項４】
像担持体と、
該像担持体の表面に静電潜像を形成する画像書き込み装置と、
静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、
現像されたトナー像を転写紙に転写する転写装置と、
前記転写紙に転写されたトナー像を、前記転写紙に定着する定着装置と、を有する画像形成装置であって、
前記定着装置は、請求項１から３のいずれかに記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ベルトと加圧ローラとの圧接部の出口付近に振動付与手段を有する定着装置及び該定着装置を有する画像形成装置において、定着品質の安定性を確保できるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
複合機等の画像形成装置は、像担持体の表面に原稿画像の画像情報に基づいた静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段によってトナー像として現像し、現像されたトナー像を転写紙に転写して、定着装置によってトナーを加熱し転写紙にトナー像を定着させる構成となっている。
【０００３】
定着装置には各種の方式が提案されているが、その代表的なものとして、内部にハロゲンヒータ等を内蔵した加熱ローラと、加熱ローラに圧接する加圧ローラとによりトナーを定着させるローラ定着方式と、加熱ローラと定着ローラという２つの張架部材の間に無端ベルトである定着ベルトを張架して該ベルトに加圧ローラが当接しているベルト定着方式とがある。定着ベルトを使用するベルト定着方式の定着装置は、定着ベルトの熱容量が小さいため、ウォームアップ時間が短くできるほか、加圧ローラとの圧接幅を広くすることができる等の理由から、カラー画像形成装置に使用されることが多い。
【０００４】
上記のような定着装置においては、ホットオフセットと呼ばれる現象が発生することがある。トナーが加熱されすぎてしまい、転写紙が定着ベルトから分離するときにトナーが定着ベルトに残留して、後続の転写紙に汚れとして転写される現象のことを言う。
【０００５】
このような現象を防止するために、定着ベルトと加圧ローラの圧接部の出口下流に、定着ベルトを振動させるための振動付与手段を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。これによって、ホットオフセットが防止できる。
【特許文献１】特開２００２−２６８４２２（段落００３３，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のニップ部は加熱ローラと加圧ローラが圧接している部分だけである。このような構成の場合、ニップ部の出口下流で定着ベルトに振動を与えると、定着ベルトのニップ部分も振動し、定着ベルトの浮きが発生する。トナーの定着が充分ではない状態で定着ベルトが浮くと、定着品質の安定性が損なわれる。場合によっては、定着ベルトが振動することで、転写紙上のトナー像のズレ等の品質不良が発生する。
【０００７】
そこで、本発明は、振動による分離補助機構を有し、なおかつ定着品質を損なうことがない定着装置と該定着装置を有する画像形成装置の提供を目的とている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１記載の定着装置は、少なくとも２つ以上の張架部材によって張架される定着ベルトと、該定着ベルトを加熱する加熱手段と、前記定着ベルトを介して、前記張架部材のうちの２つと圧接する加圧ローラと、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの圧接部の出口下流に設けられた、前記定着ベルトに振動を与える振動付与手段と、を有し、前記加圧ローラと圧接する２つの前記張架部材のうち、上流側の張架部材と前記加圧ローラとの圧接の圧力が、下流側の張架部材と前記加圧ローラとの圧接の圧力より大きいことを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の定着装置は、前記張架部材は、定着ローラ及び前記加熱手段を有する加熱ローラであることを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の定着装置は、前記張架部材は、前記加熱ローラと２つの定着ローラであり、前記加圧ローラは、前記２つの定着ローラと圧接することを特徴としている。
【００１１】
上記目的を達成するために請求項４記載の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体の表面に静電潜像を形成する画像書き込み装置と、静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、現像されたトナー像を転写紙に転写する転写装置と、前記転写紙に転写されたトナー像を、前記転写紙に定着する定着装置と、を有する画像形成装置であって、前記定着装置は、請求項１から３のいずれかに記載の定着装置であることを特徴としている。
【００１２】
本発明は次のような作用を有する。請求項１記載の定着装置は、２以上の張架部材によって張架された定着ベルトと、定着ベルトに圧接する加圧ローラがある。定着ベルトは２以上の張架部材のうちの２つの張架部材によって加圧ローラに圧接しており、加圧ローラに圧接した張架部材のうち、圧接部の出口下流側には振動付与手段がある。これら加圧ローラに圧接している張架部材のうち、上流側の張架部材と加圧ローラとの圧接の圧力が、下流側のそれより大きくなっている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の定着装置によれば、圧接部の入り口の張架部材と加圧ローラとの圧力が下流側の圧力よりも大きくなっているため、トナーを圧接部の前半で速やかに定着させることができる。
【００１４】
請求項２記載の定着装置によれば、張架部材は、定着ローラ及び前記加熱手段を有する加熱ローラであることで、トナーの定着が圧接部の前半で速やかに行われる。
【００１５】
請求項３記載の定着装置によれば、加熱ローラと２つの定着ローラであり、前記加圧ローラは、前記２つの定着ローラと圧接する構成とすることで、トナーの転写紙への定着品質が良好に保たれる。
【００１６】
請求項４記載の画像形成装置によれば、請求項１から３のいずれかの定着装置を使用することで、画像ズレ等の品質不良を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に本発明の画像形成装置を、図面を基に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す図である。図１に示すカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置であり、原稿自動搬送手段３０、画像読取装置６０、画像書き込み装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、定着装置２４、ベルト状の中間転写体６、給紙手段２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ及び、搬送系２２等を有するものである。
【００１８】
原稿自動搬送手段３０は両面又は片面の原稿ｄを自動搬送する手段である。画像読取装置６０は、移動式光学系により画像情報が読み取られる装置で、原稿載置台上から給送される多数枚の原稿ｄの内容を、３枚の可動ミラー６０Ｃで反射し、集光レンズ６０ＢによりＣＣＤからなる撮像素子６０Ａに結像して読み取る。
【００１９】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像形成体として像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電装置２Ｙ、画像書き込み装置３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング装置８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像形成体としての像担持体１Ｍ、帯電装置２Ｍ、画像書き込み装置３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング装置８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像形成体としての像担持体１Ｃ、帯電装置２Ｃ、画像書き込み装置３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング装置８Ｃを有し、黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像形成体としての像担持体１Ｋ、帯電装置２Ｋ、画像書き込み装置３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング装置８Ｋを有する。
【００２０】
帯電装置２Ｙと画像書き込み装置３Ｙ、帯電装置２Ｍと画像書き込み装置３Ｍ、帯電装置２Ｃと画像書き込み装置３Ｃ及び帯電装置２Ｋと画像書き込み装置３Ｋとは、静電潜像形成手段を構成する。
【００２１】
中間転写体６は、無端状のベルトであり、複数のローラにより張架され、回動可能に指示されている。
【００２２】
撮像素子６０Ａ上に結像した画像情報の信号は、図示しない画像処理部に送られる。画像処理部はアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに各色ごとの信号を送る。
【００２３】
画像書き込み装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋでは、レーザ光線としての半導体レーザを用い、半導体レーザが出射した光ビームは、ポリゴンミラーなどの光学要素によって走査光ビームに形成されて被走査体としての像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに入射し、各色の静電潜像を形成する。
【００２４】
像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに形成された各色ごとの静電潜像は、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋによって、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナー像として現像される。
【００２５】
上記のようにして形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に１次転写装置としての転写装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋによって逐次１次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ内に収容された転写紙ＰＥは、給紙手段２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにより給紙され、搬送系２２を経て、レジストローラ２３でタイミングを合わせて２次転写装置としての転写装置７Ａに搬送され、転写紙ＰＥ上にカラー画像が２次転写される。カラー画像が転写された転写紙ＰＥは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００２６】
一方、転写装置７Ａによって転写紙ＰＥにカラー画像を転写した後、転写紙ＰＥを分離した中間転写体６は、クリーニング装置８Ａによりクリーニングされる。また、中間転写体６に各色のトナー像を転写した像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋも、クリーニング装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋによって表面に残留しているトナーが除去される。
【００２７】
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにそれぞれ新規のトナーを補給するトナー補給手段である。
【００２８】
定着装置２４は、加熱ローラ４０と加圧ローラ４１及び定着ローラ４２を有している。このうち、加熱ローラ４０と定着ローラ４２が定着ベルト４３を張架する張架部材である。本発明の張架部材としては、前記した定着ローラ４２等のローラの他に、パッド状の固定部材を用いることができる。加熱ローラ４０は、内部にハロゲンヒータ等の加熱手段４０ａを有している。定着ベルト４３は、ポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂で形成され、その表層にシリコーンゴム及びフッ素樹脂等を被覆した薄肉の無端ベルトである。加圧ローラ４１は定着ベルト４３を介して加熱ローラ４０と定着ローラ４２に圧接している。
【００２９】
図２は定着装置の概略の構成を示す側面図である。加熱ローラ４０と加圧ローラ４１とのニップ点Ｎ１から定着ローラ４２と加圧ローラ４１とのニップ点Ｎ２にかけて、定着ベルト４３と加圧ローラ４１とが接する圧接部となっている。加熱ローラ４０はコイルばね等の付勢手段４５によって加圧ローラ４１に圧接されており、定着ローラ４２は付勢手段４６によって加圧ローラ４１に圧接されている。ここで、付勢手段４５の付勢力は付勢手段４６の付勢力よりも高いため、ニップ点Ｎ１の圧力がニップ点Ｎ２の圧力よりも高くなっている。ニップ点Ｎ１を通過した転写紙ＰＥは、ニップ点Ｎ２を通過するまで加熱され、その間に転写紙ＰＥ上のトナーＴが溶融し転写紙ＰＥに定着する。
【００３０】
ニップ部の出口、すなわち搬送経路の下流側のニップであるニップ点Ｎ２の近傍には定着ベルト４３を振動させるための振動付与手段４４が設けられている。振動付与手段４４は、棒状の部材でモータとカム又はクランクの組み合わせによって図の矢印方向に振動する。モータとカム又はクランクの構成以外に、ソレノイドによって矢印方向に振動させるような構成も可能である。振動付与手段４４は図では側面の形状が長方形になっているが、円形であってもよい。振動付与手段４４はニップ点Ｎ２の後方、すなわち定着ローラ４２が定着ベルト４３を張架している位置にあるため、定着ベルト４３を叩く時に定着ローラ４２も振動させる。従って、振動付与手段４４が定着ベルト４３に与える振動は、定着ローラ４２の駆動に支障が出ない程度の強さとなっている。
【００３１】
振動付与手段４４は上記のように定着ベルト４３を叩くような構成以外にも、定着ベルト４３の表面に磁性体を塗布しておき、振動付与手段４４としての永久磁石をモータとカム等又はソレノイドで振動させることにより、定着ベルト４３を振動させる構成もある。
また、定着ベルト４３の基材をＮｉやＳＵＳにすることにより同様に定着ベルト４３を振動させることも可能である。振動付与手段４４に永久磁石を使用すると、定着ベルト４３に振動付与手段４４が接触することが無いので、定着ベルト４３の磨耗を防止できる。また、振動付与手段４４として超音波を間欠的に発生させるスピーカー等の発振手段を配置し、超音波によって定着ベルト４３を振動させるような方法もある。
【００３２】
振動付与手段４４は画像形成処理の開始と同時に図示しない制御手段によって駆動を開始され、画像形成処理の終了と同時に停止する。又は、転写紙ＰＥが定着装置２４を通過するときにだけ振動付与手段４４が駆動するように制御することも可能である。
【００３３】
このように、振動付与手段４４によって定着ベルト４３を振動させることで、転写紙ＰＥが定着ベルト４３から分離しやすくなり、またホットオフセットの発生を防止することができる。
【００３４】
図３は圧接部の圧力分布を示すグラフである。図３のグラフで縦軸は圧接部にかかる圧力を示し、横軸は転写紙ＰＥの搬送方向を示している。点線で示したグラフは従来の定着装置における圧力分布であり、実線で示したグラフは本発明の定着装置における圧力分布を表している。
【００３５】
従来の定着装置では、点線のグラフで示すように、圧接部の幅Ｗの中で加熱ローラ４０と加圧ローラ４１とのニップ点Ｎ１と、定着ローラ４２と加圧ローラ４１とのニップ点Ｎ２に圧力のピークがあるグラフとなっており、ニップ点Ｎ１とニップ点Ｎ２との圧力はほぼ同じになっている。一方、本発明の定着装置は、実線のグラフに示すように、ニップ点Ｎ１の圧力のほうがニップ点Ｎ２の圧力よりも大きくなっている。
【００３６】
トナーＴは熱と圧力によって定着されるものであるため、従来の定着装置における圧力分布の場合には、主に圧力のピークであるニップ点Ｎ１とニップ点Ｎ２でトナーＴの定着が行われる。この場合、ニップ点Ｎ２を通過する前では、トナーＴの定着は完全なものではないので、振動付与手段４４による振動がニップ点Ｎ２に伝わることによって画像ズレ等が発生することがある。
【００３７】
一方、本発明では、ニップ点Ｎ１の圧力が高くなっているため、ニップ点Ｎ１を通過したところでトナーＴが溶融し転写紙ＰＥに定着する。そしてニップ点Ｎ２に到達するまでにほぼ定着は終了しているため、振動付与手段４４による振動を受けても画像ズレ等の品質低下が起こらない。
【００３８】
なお、本発明は、図３の実線で示した圧力分布に限定するものではない。ニップ点Ｎ１とニップ点Ｎ２との圧力を比較したときに、ニップ点Ｎ１の方が大きくなっていればよいので、ニップ点Ｎ１の圧力が点線で示した従来の圧力よりも小さい場合でも、ニップ点Ｎ２の圧力がニップ点Ｎ１の圧力よりも小さい圧力となっていればよい。
【００３９】
図４は本発明の定着装置の第２実施例を示す側面図である。図２の第１実施例との違いは、定着ベルト４３を加熱ローラ４０、定着ローラ４２，４８という３つの張架部材によって張架しているところと、加圧ローラ４７にも加熱手段４７ａが設けられているところである。定着ローラ４２は付勢手段４５によって加圧ローラ４７に付勢されており、定着ローラ４８は付勢手段４６によって加圧ローラ４７に付勢されている。この時の、定着ローラ４２，４８の圧接の圧力は、搬送経路上流側の定着ローラ４２の方が下流側の定着ローラ４８よりも高くなっている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】定着装置の概略の構成を示す側面図である。
【図３】圧接部の圧力分布を示すグラフである。
【図４】本発明の定着装置の第２実施例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ          像担持体
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ          画像書き込み装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ          現像装置
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ，７Ａ    転写装置
２４                            定着装置
４０                            加熱ローラ
４０ａ                          加熱手段
４１                            加圧ローラ
４２，４８                      定着ローラ
４３                            定着ベルト
４４                            振動付与手段
【図１】
2006189556.tif 000003
【図２】
2006189556.tif 000004
【図３】
2006189556.tif 000005
【図４】
2006189556.tif 000006